RU2464512C1 - Способ очистки и охлаждения технологического газа дуговой сталеплавильной печи - Google Patents

Способ очистки и охлаждения технологического газа дуговой сталеплавильной печи Download PDF

Info

Publication number
RU2464512C1
RU2464512C1 RU2011114831/02A RU2011114831A RU2464512C1 RU 2464512 C1 RU2464512 C1 RU 2464512C1 RU 2011114831/02 A RU2011114831/02 A RU 2011114831/02A RU 2011114831 A RU2011114831 A RU 2011114831A RU 2464512 C1 RU2464512 C1 RU 2464512C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
dust
cooling
process gas
cleaning
Prior art date
Application number
RU2011114831/02A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Григорьевич Мизин (RU)
Владимир Григорьевич Мизин
Иван Емельянович Сперкач (RU)
Иван Емельянович Сперкач
Елена Игоревна Жилинская (RU)
Елена Игоревна Жилинская
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Стандартиммаш"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Стандартиммаш" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Стандартиммаш"
Priority to RU2011114831/02A priority Critical patent/RU2464512C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2464512C1 publication Critical patent/RU2464512C1/ru

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Landscapes

  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Abstract

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к электросталеплавильному производству, и может применяться для очистки и охлаждения технологического газа дуговой сталеплавильной печи (ДСП). Способ включает отсос технологического газа из ДСП через патрубок в своде, сжигание в камере дожигания, первичную очистку и охлаждение продуктов сгорания в водоохлаждаемой пылеосадительной камере, водоохлаждаемом газоходе и охладителе, окончательную очистку от пыли в установке сухой газоочистки, отсос дымососом и сброс в атмосферу через дымовую трубу. Окончательную очистку газа от пыли осуществляют в керамическом фильтре до 5 мг/нм3 при рабочей температуре до 600°C и максимально возможной до 900°C и с охлаждением чистого газа в котле-утилизаторе до 150°С с выработкой пара. Технический результат: повышение степени очистки газа ДСП, снижение затрат материальных, капитальных, энергетических и трудовых ресурсов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к электросталеплавильному производству, и может применяться для очистки и охлаждения технологического газа дуговой сталеплавильной печи (ДСП) с использованием тепловой энергии, получаемой при сжигании технологического газа.
Процесс производства стали в современных ДСП является весьма интенсивным: применяются печные трансформаторы повышенной мощности, газокислородные горелки, продувка ванны кислородом, цикл плавки осуществляется в течение 45-50 минут (в т.ч. плавка - 80% времени, загрузка шихты и выпуск металла - до 20% времени) и сопровождается выходом монооксида углерода до 120 нм3/т при температуре 1600-1650°C и угаром шихты до 2,5% с образованием мелкодисперсной пыли.
Известны способы очистки и охлаждения технологического газа ДСП, описанные, например, в [1], [2] и др. источниках, согласно которым технологический газ отсасывают из ДСП через патрубок в своде, сжигают в камере дожигания, пропускают через водоохлаждаемую пылеосадительную камеру, смешивают с неорганизованными выбросами запыленных газов от ДСП, поступающими под крышный зонт, а также от других источников (бункеров шихтоподачи, установок ковш-печь, машин непрерывного литья заготовки и др.), окончательно очищают от пыли в электрофильтрах сухого типа до 20-50 мг/нм3 и сбрасывают дымососами в атмосферу через дымовую трубу.
Основные недостатки этих известных способов очистки и охлаждения технологического газа от ДСП:
- не используется тепловая энергия технологического газа;
- для обеспечения максимально допустимой температуры газа перед электрофильтрами (до 250°C) требуется подсос больших объемов воздуха и смешивание с неорганизованными выбросами, увеличивается объем очищаемого газа, соответственно увеличиваются габариты газопроводов, трубопроводной арматуры, аппаратов, электрофильтров, увеличиваются капитальные затраты на их сооружение и эксплуатационные затраты;
- для очистки газа от пыли с высоким омическим сопротивлением осуществляют увлажнение и охлаждение газа в диапазоне дискретного изменения температуры от 30 до 150°C перед электрофильтром со сложной системой автоматического управления процессом [3].
В мировой практике наиболее широко применяют способ очистки и охлаждения продуктов сгорания технологического газа ДСП в рукавных фильтрах [4], принятый за прототип, согласно которому технологический газ отсасывают из ДСП через патрубок в своде, сжигают в камере дожигания, продукты сгорания пропускают через водоохлаждаемую пылеосадительную камеру и водоохлаждаемый газоход (охлаждение до 600°C), охладитель с принудительной вытяжкой (охлаждение до 300°C) и искрогаситель, смешивают с неорганизованными выбросами запыленных газов от ДСП, поступающими под крышный зонт, а также от других источников (бункеров шихтоподачи, агрегатов ковш-печь, машин непрерывного литья заготовки и др.) для снижения температуры до максимально допустимой (140°C), окончательно очищают от пыли в рукавных фильтрах (10-20 мг/нм3) и сбрасывают дымососами в атмосферу через дымовую трубу.
Основные недостатки этого известного способа очистки и охлаждения технологического газа от ДСП:
- не используется тепловая энергия технологического газа;
- для обеспечения максимально допустимой температуры газа перед рукавными фильтрами (до 140°C) требуется подсос еще больших объемов воздуха с неорганизованными выбросами, чем при применении электрофильтров, увеличивается объем очищаемого газа, соответственно увеличиваются габариты газопроводов, трубопроводной арматуры, аппаратов, электрофильтров, увеличиваются капитальные затраты на их сооружение и эксплуатацию;
- для защиты рукавных фильтров от воздействия раскаленных частиц применяют искрогасители и специальные теплообменники, что создает дополнительное газодинамическое сопротивление тракта, увеличивает расход электроэнергии, количество мест выгрузки пыли;
- смешивание технологического газа с неорганизованными выбросами для поддержания температуры смеси перед рукавными фильтрами до 140°C приводит к недостаточному отсосу неорганизованных выбросов и созданию в цехах антисанитарных условий.
Опыт эксплуатации современных ДСП показал, что отсос, охлаждение и очистка от пыли технологического газа ДСП и неорганизованных выбросов с другими источниками должны быть раздельными.
Известен способ снижения потребления энергоресурсов на очистку и охлаждение технологического газа ДСП посредством регулирование частоты оборотов электропривода дымососа [5]. Так как в процессе цикла плавки в ДСП изменяется выход технологического газа в широком диапазоне (от 0 в период загрузки шихты и выпуска металла до максимума в период продувки ванны кислородом) и его температура, то за счет регулировании частоты оборотов электропривода дымососа по ходу плавки возможно снижение расхода электроэнергии на ~25%.
Технической задачей изобретения является устранение недостатков известных способов очистки и охлаждения технологического газа ДСП, повышение степени очистки газа от пыли, использование тепловой энергии сжигаемого технологического газа ДСП, снижение затрат материальных, капитальных, энергетических и трудовых ресурсов.
Решение технической задачи достигается тем, что в известном способе очистки и охлаждения технологического газа ДСП, включающем отсос технологического газа из ДСП через патрубок в своде, сжигание в камере дожигания, первичную очистку и охлаждение продуктов сгорания в водоохлаждаемой пылеосадительной камере, водоохлаждаемом газоходе и охладителе, окончательную очистку от пыли в установке сухой газоочистки, отсос дымососом и сброс в атмосферу через дымовую трубу, окончательную очистку газа осуществляют в керамическом фильтре до 5 мг/нм3 при температуре до 600°C (при максимально возможной до 900°C) и охлаждение чистого газа в котле-утилизаторе до -150°C с выработкой пара, регулируют частоту оборотов дымососа в зависимости от температуры газа перед керамическим фильтром по ходу плавки в диапазоне 200-650°C, регенерацию фильтровальной способности керамических элементов осуществляют автоматически обратной импульсной продувкой сжатым воздухом в зависимости от заданного уровня газодинамического сопротивления керамических элементов, например 3-7 кПа.
Для иллюстрации способа очистки и охлаждения технологического газа ДСП на рис.1 представлена схема, которая включает: ДСП 1, патрубок 2 в своде, камеру дожигания газа 3, пылеосадительную камеру 4, водоохлаждаемый газоход 5, керамический фильтр 6, котел-утилизатор 7, дымосос 8 с устройством для регулирования частоты оборотов 9 и дымовую трубу 10.
Очистку и охлаждение технологического газа ДСП с использованием тепловой энергии по настоящему изобретению осуществляют следующим образом:
- образующийся в ДСП 1 в период плавки технологический газ отсасывают через патрубок 2 в своде печи, сжигают в камере дожигания 3, продукты сгорания направляют в пылеосадительную камеру 4, в которой осуществляется осаждение крупных частиц пыли, шлака и металла, пропускают через водоохлаждаемую трубу 5 для снижения температуры до ~600°C, затем окончательно очищают от мелкодисперсной пыли в керамическом фильтре 6 до 5 мг/нм3, чистые продукты сгорания поступают в котел-утилизатор 7, где охлаждаются до ~150°C с выработкой пара, и дымососом 8 с устройством для регулирования частоты оборотов 9 через дымовую трубу 10 сбрасывается в атмосферу;
- для керамического фильтра 5 допускается максимальная температура очищаемых продуктов сгорания до 900°C, не требуется специальный теплообменник для доохлаждения газа перед керамическим фильтром 6 и искрогаситель;
- регенерация фильтровальной способности керамического фильтра 6 осуществляется автоматически обратной импульсной продувкой сжатым воздухом при достижении заданного перепада давления (например 3-7 кПа);
- выгрузку пыли из бункеров керамического фильтра производят при заполнении их пылью до фиксируемого датчиками уровня;
- максимальное количество продуктов сгорания технологического газа и их температура перед керамическим фильтром 6 имеют место в период продувки ванны кислородом, снижается в другие периоды плавления, а в периоды загрузки шихты и выпуска металла (20% времени цикла) через камеру дожигания 3, пылеосадительную камеру 4, водоохлаждаемый газоход 5 и керамический фильтр 6 просасывается воздух, который нагревается от раскаленной футеровки тракта до 400°C, поэтому автоматическим устройством 9 дымососа 8 поддерживается максимальная частота оборотов дымососа 8 в период продувки ванны кислородом и снижается по мере снижения выхода технологического газа и температуры продуктов сгорания перед керамическим фильтром 6.
Экологический и экономический эффект от применения изобретения иллюстрируется следующим примером:
ДСП садкой 100 т, цикл плавки 50 мин, в т.ч. время плавления - 40 мин (80%), загрузки шихты и выпуска металла - 10 мин (20%), время работы печи 8000 ч/г.:
- средний выход газа за период плавления 120 тыс нм3/ч при температуре 600°C, за период загрузки шихты и выпуска металла - 90 тыс нм3/ч при температуре 320°C.
- среднее содержание пыли в газе в период плавления 10 г/нм3, в период между плавлением - 2 г/нм3.
Расчетное количество уловленной пыли в керамическом фильтре:
М=(120000×10×0,8+90000×2×0,2)8000/106=7960 т/год.
Расчетное количество выработанного пара в котле-утилизаторе при средней температуре входящего газа 540°C, выходящего 150°C, теплоемкости газа 1,5 Дж/м3·C и расходе тепла 2,9 ГДж/т пара:
G=(120000×0,8+90000×0,2)×8000×(540-150)×1,5/2,9×109=184000 т/год.
Использование тепловой энергии при сжигании технологического газа только одной ДСП садкой 100 т для выработки пара экономит 18 тыс т у.т. в год и исключает выбросы парниковых газов 66 тыс т/год.
За счет регулирования частоты оборотов дымососа снижается расход электроэнергии на очистку и охлаждение газа на ~25%.
Внедрение способа очистки и охлаждения технологического газа ДСП по настоящему изобретению позволяет:
- осуществить очистку газа в керамическом фильтре до 5 мг/нм3 (в 2-4 раза ниже, чем в тканевых фильтрах, и в 4-10 раз, чем в электрофильтрах) при рабочей температуре до 600°C и максимально допустимой до 900°C;
- использовать тепловую энергию технологического газа ДСП для выработки пара с экономией первичного топлива и исключения дополнительных выбросов парниковых газов;
- пар в зависимости от местных условий может быть использован для отопления и горячего водоснабжения зданий предприятия и поселка, или выработки электроэнергии;
- уменьшить объем поступающих на очистку и охлаждение продуктов сгорания технологического газа и соответственно уменьшить габариты аппаратов, трубопроводов и трубопроводной арматуры;
- снизить расход электроэнергии на очистку и охлаждение газа на 25% за счет регулирования частоты оборотов дымососа в зависимости от изменения температуры продуктов сгорания технологического газа ДСП перед керамическим фильтром в процессе плавки;
- исключить из газоотводящего тракта охладитель и искрогаситель, уменьшить количество мест пылеуборки и сократить персонал.
Литература
1. Н.А.Архипов, Л.В.Чекалов. Очистка газов электрофильтрами в черной металлургии (Бюл. Черная металлургия. №11. 2004 г.).
2. Л.А.Шульц, Ю.М.Кочнов, М.Ю.Кочнов. Современное состояние и развитие систем удаления, использования и очистки газов крупнотоннажных высокомощных электродуговых печей. (Черные металлы, октябрь 2006).
3. Лозин Г.А., Богданов Н.А., Бурнашев P.P. и др. Способ подготовки технологических газов сталеплавильного производства к очистке в электрофильтре. (Патент RU 2213608 С2, опубликовано 10.10.2003 г., Бюл. №28).
4. М.Н.Швец, Д.В.Сталинский, А.Ю.Пирогов. Улавливание и очистка пылегазовыделений электросталеплавильных печей (ж. «Сталь», №12. 2006 г.).
5. Niva Yukio. Установка для вывода газов из электродуговой печи. Daido Steel Co Ltd. JP 2737193 B2, 2178595 A. 29.12.1988 г. (Изобретения стран мира. Вып.78. №5/99).

Claims (3)

1. Способ очистки и охлаждения технологического газа дуговой сталеплавильной печи (ДСП), включающий отсос технологического газа из ДСП через патрубок в своде, сжигание в камере дожигания, первичную очистку и охлаждение продуктов сгорания в водоохлаждаемой пылеосадительной камере, водоохлаждаемом газоходе и охладителе, окончательную очистку от пыли в установке сухой газоочистки, отсос дымососом и сброс в атмосферу через дымовую трубу, отличающийся тем, что окончательную очистку газа от пыли осуществляют в керамическом фильтре до 5 мг/нм3 при рабочей температуре до 600°C и максимально возможной до 900°C и с охлаждением чистого газа в котле-утилизаторе до 150°С с выработкой пара.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что регулируют частоту оборотов дымососа в зависимости от изменения температуры продуктов сгорания технологического газа перед керамическим фильтром по ходу плавки в диапазоне 200-650°C.
3. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что регенерируют фильтровальную способность керамических элементов обратной импульсной продувкой сжатым воздухом в зависимости от заданного уровня газодинамического сопротивления керамических элементов, например, 3-7 кПа.
RU2011114831/02A 2011-04-15 2011-04-15 Способ очистки и охлаждения технологического газа дуговой сталеплавильной печи RU2464512C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011114831/02A RU2464512C1 (ru) 2011-04-15 2011-04-15 Способ очистки и охлаждения технологического газа дуговой сталеплавильной печи

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011114831/02A RU2464512C1 (ru) 2011-04-15 2011-04-15 Способ очистки и охлаждения технологического газа дуговой сталеплавильной печи

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2464512C1 true RU2464512C1 (ru) 2012-10-20

Family

ID=47145477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011114831/02A RU2464512C1 (ru) 2011-04-15 2011-04-15 Способ очистки и охлаждения технологического газа дуговой сталеплавильной печи

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2464512C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104215078A (zh) * 2014-08-29 2014-12-17 东北大学 一种带有余热回收装置的镁熔坨生产工艺及设备
CN111944947A (zh) * 2020-08-07 2020-11-17 马鞍山奥柯环保科技发展有限公司 自适型转炉烟气干法除尘设备
CN113025776A (zh) * 2021-02-25 2021-06-25 北京瑞达宏信科技有限公司 转炉一次烟气全干法除尘及能源全回收***

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3315443A (en) * 1965-10-05 1967-04-25 United States Steel Corp Method and apparatus for cleaning exhaust gases from oxygen steelmaking furnaces
RU2360197C1 (ru) * 2007-11-01 2009-06-27 Александр Александрович Максимов Способ очистки отходящих газов рудно-термических печей и установка для его осуществления

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3315443A (en) * 1965-10-05 1967-04-25 United States Steel Corp Method and apparatus for cleaning exhaust gases from oxygen steelmaking furnaces
RU2360197C1 (ru) * 2007-11-01 2009-06-27 Александр Александрович Максимов Способ очистки отходящих газов рудно-термических печей и установка для его осуществления

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ШВЕЦ М.Н. и др. Улавливание и очистка пылегазовыделений электросталеплавильных печей. Сталь, 2006, №12, с.72-74. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104215078A (zh) * 2014-08-29 2014-12-17 东北大学 一种带有余热回收装置的镁熔坨生产工艺及设备
CN104215078B (zh) * 2014-08-29 2015-12-09 东北大学 一种带有余热回收装置的镁熔坨生产工艺及设备
CN111944947A (zh) * 2020-08-07 2020-11-17 马鞍山奥柯环保科技发展有限公司 自适型转炉烟气干法除尘设备
CN113025776A (zh) * 2021-02-25 2021-06-25 北京瑞达宏信科技有限公司 转炉一次烟气全干法除尘及能源全回收***

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101539371B (zh) 电炉烟气一次除尘和余热回收***
CN102183155A (zh) 电石炉烟气高温除尘及蒸汽和煤气回收***及其方法
CN102506589A (zh) 使部分烟气回流的电炉烟气除尘工艺
RU2464512C1 (ru) Способ очистки и охлаждения технологического газа дуговой сталеплавильной печи
CN101851695A (zh) 阻氧式转炉煤气干法布袋净化回收工艺
CN111440640A (zh) 一种可利用余热的煤气高温净化***及使用方法
CN102235679A (zh) 一种具有湿干法联合方式的除尘装置
CN101539370B (zh) 不设水冷烟道的电炉烟气一次除尘和余热回收***
CN104154762A (zh) 矿热炉冶炼烟气除尘净化处理方法和矿热炉冶炼***
CN101559305B (zh) 高炉烟气分流捕集并列除尘工艺
CN201565226U (zh) 一种炉外法冶炼烟气除尘***
CN104197725A (zh) 矿热炉冶炼烟气除尘净化及显热和潜热的综合利用方法
CN204064005U (zh) 蓄热式循环瓦斯气加热炉高温烧积碳装置
CN106288833A (zh) 一种提高闪速炉余热锅炉作业率的方法和循环***
CN110030841A (zh) 电弧炉除尘设备及除尘方法
CN111321263A (zh) 一种高炉荒煤气升温方法与装置
CN109929962A (zh) 用于炼钢转炉煤气的耐高温超净除尘设备及除尘方法
CN104879747B (zh) 一种清洁燃烧装置
CN102052856B (zh) 一种氩氧脱碳炉除尘及余热利用***
CN114669129A (zh) 一种高炉出铁场烟气除尘方法
CN104197733B (zh) 蓄热式循环瓦斯气加热炉高温烧积碳装置及工艺
CN201653115U (zh) 一种电炉烟气净化***
CN203625414U (zh) 一种全过程回收余热的碳钢转炉干法布袋除尘装置
RU2609588C1 (ru) Газоотводящий тракт сталеплавильного агрегата
CN206056314U (zh) 一种提高闪速炉余热锅炉作业率的循环***

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140416

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20150610

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200416